Études in vivo et in vitro sur le potentiel néphroprotecteur de plantes médicinales anti-diabétiques de la pharmacopée traditionnelle des Cris de la Baie-James

Abstract

Notre équipe a identifié le thé Labrador [Rhododendron groenlandicum L. (Ericaceae)] comme une plante potentiellement antidiabétique de la pharmacopée traditionnelle des Cris de la Baie James orientale. Dans la présente étude, nous avons évalué les effets néphroprotecteurs potentiels de la plante. De la microalbuminurie et de la fibrose rénale ont été développées chez des souris alimentées avec une diète grasse (DG). Le R. groenlandicum améliore d’une façon non-significative la microalbuminurie, avec des valeurs de l’aire sous la courbe (ACR) diminuant de 0.69 à 0.53. La valeur de la fibrose rénale qui était, à l’origine, de 4.85 unités arbitraires (UA) dans des souris alimentées à la DG, a chuté à 3.27 UA après avoir reçu un traitement de R. groenlandicum. Le R. groenlandicum a réduit la stéatose rénale de presque la moitié alors que l’expression du facteur de modification Bcl-2 (Bmf) a chuté de 13.96 UA à 9.43 UA. Dans leur ensemble les résultats suggèrent que le traitement avec R. groenlandicum peut améliorer la fonction rénale altérée par DG. Dans l’étude subséquente, notre équipe a identifié 17 espèces de la forêt boréale, de la pharmacopée traditionnelle des Cris de la Baie James orientale, qui ont présenté des activités biologiques prometteuses in vitro et in vivo dans le contexte du DT2. Nous avons maintenant examiné ces 17 extraits afin d’identifier lesquels possèdent un potentiel cytoprotecteur rénale en utilisant des cellules Madin Darby Canine Kidney (MDCK) mises à l’épreuve dans un médium hypertonique. Nous concluons que plusieurs plantes antidiabétiques Cris exercent une activité de protection rénale qui pourrait être pertinente dans le contexte de la néphropathie diabétique (ND) qui affecte une proportion importante des Cris. La G. hispidula et la A. balsamea sont parmi les plantes les plus puissantes dans ce contexte et elles semblent protectrices principalement en inhibant la caspase 9 dans la voie de signalisation apoptotique mitochondriale. Finalement, nous avons utilisé une approche de fractionnement guidée par un test biologique pour identifier les fractions actives et les composés de A. balsamea avec un potentiel de protection rénale in vitro dans des cellules MDCK mises au défi avec un médium hypertonique. La fraction d’hexane (Hex) possède le potentiel le plus élevé parmi toutes les fractions de solvant contre les dommages cellulaires induits par le stress hypertonique. Dans des études précédentes, trois composés purs ont été identifiés à partir de la fraction Hex, à savoir, l’acide abiétique, l’acide déhydroabiétique et le squalène. L’acide abiétique se distinguait par son effet puissant dans le maintien de la viabilité des cellules MDCK (AnnV-/PI-) à un niveau relativement élevé (augmentation de 25.48% relative au stress hypertonique, P<0.0001), ainsi qu’une réduction significative (diminution de 20.20% par rapport au stress hypertonique, P<0.0001) de l’apoptose de stade précoce (AnnV+/PI-). L’acide abiétique peut donc servir à normaliser les préparations traditionnelles d’A. balsamea et à trouver des applications potentielles dans le traitement de la néphropathie diabétique. Les trois études ont été intrinsèquement liées les unes aux autres, par conséquent, nous avons réussi à identifier R. groenlandicum ainsi que A. balsamea comme nouvelles plantes prometteuses contre la néphropathie diabétique. Nous croyons que ces résultats profiteront à la communauté crie pour la gestion des complications diabétiques, en particulier la néphropathie diabétique. En parallèle, nos données pourraient faire avancer l'essai clinique de certaines plantes médicinales de la pharmacopée traditionnelle des Cris de la Baie James orientale du Canada.

Our team has identified Labrador tea [Rhododendron groenlandicum L. (Ericaceae)] as a potential antidiabetic plant from the traditional pharmacopeia of the Eastern James Bay Cree. In the present study, we assessed the plant’s potential renoprotective effects. Microalbuminuria and renal fibrosis was developed in high fat diet (HFD)-fed mice. Meanwhile, there was a tendency for R. groenlandicum to improve microalbuminuria, with the values of area under the curve (ACR) reducing from 0.69 to 0.53. Renal fibrosis value was originally 4.85 arbitrary units (AU) in HFD-fed mice, dropped to 3.27 AU after receiving R. groenlandicum treatment. R. groenlandicum reduced renal steatosis by nearly one half whereas the expression of Bcl-2-modifying factor (Bmf) diminished from 13.96 AU to 9.43 AU. Taken altogether, the results suggest that R. groenlandicum treatment can improve renal function impaired by HFD. In the following study, our team has identified 17 Boreal forest species from the traditional pharmacopeia of the Eastern James Bay Cree that presented promising in vitro and in vivo biological activities in the context of type 2 diabetes (T2D). We now screened the 17 plants extracts for potential renal protective activity using Madin Darby Canine Kidney (MDCK) cells challenged with hypertonic medium. Cytoprotective potential as well as underlying mechanisms were investigated. We conclude that several Cree antidiabetic plants exert renal protective activity that may be relevant in the context of diabetic nephropathy that affects a significant proportion of Cree diabetics. G. hispidula and A. balsamea are amongst the most powerful plants in this context and they appear to exert their modulatory effect primarily by inhibiting caspase 9 in the mitochondrial apoptotic signaling pathway. We used a bioassay-guided fractionation approach to identify active fractions and compounds of A. balsamea with renal protective potential in vitro in MDCK cells challenged with hypertonic medium. The hexane (Hex) fraction possessed the highest potential among all solvent fractions against cell damage induced by hypertonic stress. In previous studies, three pure compounds were identified from the Hex fraction, namely, abietic acid, dehydroabietic acid and squalene. Abietic acid stood out by its strongest effect in maintaining MDCK cell viability (AnnV-/PI-) at a relatively high level (25.48% increase relative to hypertonic stress, P<0.0001) as well as a significant reduction (20.20% decrease relative to hypertonic stress, P<0.0001) of early stage apoptosis (AnnV+/PI-). Abietic acid may thus serve to standardize A. balsamea traditional preparations and find potential applications in the treatment of diabetic nephropathy. The three studies were inherently associated with each other, as a result we had successfully identified R. groenlandicum as well as A. balsamea as novel medicinal plants against diabetic nephropathy. We believe such findings will benefit the Cree community for the management of diabetic related complications, especially diabetic nephropathy. Meanwhile, our data might advance the clinical trial of certain medicinal plants from the traditional pharmacopeia of the Canadian Eastern James Bay Cree.